361 research outputs found
Painterly rendering techniques: A state-of-the-art review of current approaches
In this publication we will look at the different methods presented over the past few decades which attempt to recreate digital paintings. While previous surveys concentrate on the broader subject of non-photorealistic rendering, the focus of this paper is firmly placed on painterly rendering techniques. We compare different methods used to produce different output painting styles such as abstract, colour pencil, watercolour, oriental, oil and pastel. Whereas some methods demand a high level of interaction using a skilled artist, others require simple parameters provided by a user with little or no artistic experience. Many methods attempt to provide more automation with the use of varying forms of reference data. This reference data can range from still photographs, video, 3D polygonal meshes or even 3D point clouds. The techniques presented here endeavour to provide tools and styles that are not traditionally available to an artist. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd
Micro/Nano-Chip Electrokinetics
Micro/nanofluidic chips have found increasing applications in the analysis of chemical and biological samples over the past two decades. Electrokinetics has become the method of choice in these micro/nano-chips for transporting, manipulating and sensing ions, (bio)molecules, fluids and (bio)particles, etc., due to the high maneuverability, scalability, sensitivity, and integrability. The involved phenomena, which cover electroosmosis, electrophoresis, dielectrophoresis, electrohydrodynamics, electrothermal flow, diffusioosmosis, diffusiophoresis, streaming potential, current, etc., arise from either the inherent or the induced surface charge on the solid-liquid interface under DC and/or AC electric fields. To review the state-of-the-art of micro/nanochip electrokinetics, we welcome, in this Special Issue of Micromachines, all original research or review articles on the fundamentals and applications of the variety of electrokinetic phenomena in both microfluidic and nanofluidic devices
Tracing back the source of contamination
From the time a contaminant is detected in an observation well, the question of where and when the contaminant was introduced in the aquifer needs an answer. Many techniques have been proposed to answer this question, but virtually all of them assume that the aquifer and its dynamics are perfectly known. This work discusses a new approach for the simultaneous identification of the contaminant source location and the spatial variability of hydraulic conductivity in an aquifer which has been validated on synthetic and laboratory experiments and which is in the process of being validated on a real aquifer
Self-desiccation and its importance in concrete technology : Proceedings of the fourth international research seminar, Gaithersburg, Maryland, USA, June 2005
This is the fourth Research Seminar on Self-Desiccation in Concrete organized by the Building Materials Division of Lund University. The three previous seminars were held in 1997, 1999, and 2002
Mitigating autogenous shrinkage of Ultra-High Performance Concrete by means of internal curing using superabsorbent polymers
Application of smart curing concept called internal curing (IC) is the most promising strategy for mitigating autogenous shrinkage and related early-age cracking in cement-based materials with low water-to-cement ratio. There are still many theoretical and practical questions that need to be answered before IC could become a standard method. Many of these questions concern the most appealing of water-regulating additives for IC called Superabsorbent Polymers (SAP). The clear linkage between SAP material properties, the moment of water release and the effect on autogenous shrinkage is still missing, which blocks formulating recommendations for use of particular potential IC agents in concrete construction.
In this treatise various aspects that are decisive for effectiveness of IC in mitigating autogenous shrinkage were examined. The choice of materials was purposefully limited to two compositions of Ultra-High Performance Concrete (UHPC), one fine-grained and one coarse-grained mixture, and one particular, in-depth characterized SAP. The objectives of examination which shaped the final experimental programme were: assessment of IC agent absorption capacity, specification of periods of water migration from fresh concrete mixture into SAP and from SAP back into hardening concrete, determination of effect of SAP addition on cement hydration, evaluation of IC influence on and determination of start of effective autogenous shrinkage and, finally, assessment of autogenous shrinkage with selfsame IC agent but for different matrices. Ideally, description of the mechanisms behind the action of IC at different stages of concrete life and reasoning of differences observed for the UHPCs under investigation had to be provided.
First, the main components of the system â UHPC and SAP material â were characterized as to their suitability for IC application. Special attention was paid to the material properties which affect water transport. Usage of different testing methods was necessary here and included: testing with ESEM, FT-IR, tea-bag test, sol fraction content examination and X-ray computed tomography (for SAP) as well as air content measurement and various methods for characterization of the porosity and other features of the microstructure. The observed delay in the start of pozzolanic reactions in case of fine-grained UHPC was rather surprising, but, under consideration of porosity, shed new light on permeability of young UHPC.
The work at hand revealed numerous methods that can be used for studying the absorption capacity of polymers, but hardly representative for the behaviour of those polymers within concrete matrix. Because of its general availability and the relatively robust testing procedure, it was decided to focus on possibilities and limitations of using tea-bag test for evaluation of absorption capacity of SAP. New interpretation of tea-bag test results was deduced which enabled assessment of maximum absorption capacity of SAP from measurement of consistency of concrete before and after modification with IC.
Influence of IC on hydration process was revealed by using two non-destructive methods, in particular ultrasonic measurement and concrete temperature record. It could be shown that the ionic polymer exhibits complex effects including retardation and acceleration of individual chemical processes. Additionally, X-ray computed tomography (CT) and instrumented ring tests were performed in order to understand scientific significance of the characteristic event appearing during shrinkage measurements, taken as time-zero (= starting point for evaluation of autogenous shrinkage data). Linkage of time-zero with certain phenomenon, e.g., changes of the SAP particles volume or specific value of yield stress, but not with final set, was suggested for the future investigations.
By using two setups based on corrugated tube protocol it was possible to register and compare autogenous shrinkage of both UHPCs without and with modification by IC. The effectiveness of IC was shown to be dependent on the matrix in which IC was implemented. This was related to the observed changes in pore percolation that resulted from different absorption behaviour of SAP in the two UHPCs under investigation. Furthermore, the effect of fibres on effectiveness of IC was discussed.
Description and discussion of mechanisms behind IC was supported by measurement of capillary pressure, total shrinkage tests with simultaneous mass loss measurement, free autogenous shrinkage tests and the CT measurement. Valuable source of information was furthermore the in-depth literature review. The most appealing finding of the work and the biggest paradox revealed was high efficiency of IC in mitigating autogenous shrinkage and simultaneously appearance of stage where very clear reverse in mode of polymer volume change was observed. This suggests partial reabsorption of water initially released. This puts interpretation of operative shrinkage mechanisms and ones standing behind IC effect in a new perspective.Die innere Nachbehandlung (Internal Curing â IC) ist die derzeit aussichtsreichste Strategie, um das in zementgebundenen Baustoffen mit niedrigen Wasser/Zement-Werten ausgeprĂ€gt auftretende autogene Schwinden wirksam zu verringern und die damit einhergehende Rissbildung in jungem Beton zu vermeiden. Vor einer breiten baupraktischen Anwendung des IC sind noch viele offene Fragen zu beantworten. Die meisten dieser Fragen betreffen die derzeit interessanteste Klasse von wasserregulierenden Stoffen fĂŒr das IC â die superabsorbierenden Polymere (SAP). Von entscheidender Bedeutung ist hier der noch weitgehend unerforschte Zusammenhang zwischen den Materialeigenschaften der SAP, dem Zeitpunkt der Wasserabgabe und der Auswirkung auf das autogene Schwinden.
In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Einflussfaktoren auf die Wirksamkeit von SAP zur Verringerung des autogenen Schwindens untersucht. FĂŒr die Experimente wurde ein feinkörniger und ein grobkörniger ultra-hochfester Beton (UHPC) sowie ein schon detailliert charakterisiertes SAP genutzt. Das experimentelle Programm wurde auf folgende Untersuchungsziele ausgerichtet: Absorptionsvermögen der SAP, Zeitfenster der Wassermigration aus dem Frischbeton in das SAP sowie vom SAP in den erhĂ€rtenden Beton, autogenes SchwindmaĂ sowie effektiver Beginn des autogenen Schwindens. Ziel der Arbeiten ist die Beschreibung der Mechanismen, die IC zugrundliegen â und dies zu verschiedenen Betonaltern und unter BerĂŒcksichtigung der an den untersuchten UHPC beobachteten Unterschiede.
Bei der Charakterisierung der Hauptkomponenten des betrachteten Systems â UHPC und SAP â wurde auf die Materialeigenschaften fokussiert, die den Wassertransport beeinflussen. Dazu wurden u. a. folgende Untersuchungsmethoden angewendet: ESEM, FT-IR, Teebeuteltest, Sol-Fraction Test, Röntgentomographie (fĂŒr SAP) sowie verschiedene Verfahren zur Charakterisierung der Poren im Beton. Im feinkörnigen UHPC wurde ĂŒberraschenderweise ein verzögerter Beginn der puzzolanischen Reaktion festgestellt, der bei BerĂŒcksichtigung der vorliegenden PorositĂ€t zu einer Neubewertung der PermeabilitĂ€t von UHPC in jungem Alter fĂŒhrte.
In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Methoden zur Beschreibung des Wasserabsorptionsvermögens von SAP benannt, deren Aussagekraft bei Anwendung dieser Polymere im Beton aber sehr eingeschrĂ€nkt ist. Aufgrund seiner einfachen VerfĂŒgbarkeit und Robustheit wurde daher der Teebeutetest zur Bestimmung der Wasserabsorption des SAP genutzt. Die Wasserabsorption der SAP im Beton wurde durch GegenĂŒberstellung von Konsistenzmessungen am Beton vor und nach Zugabe von SAP und Ergebnissen der Teebeuteltest abgeschĂ€tzt.
Der Einfluss des IC auf die Hydratation wurde zerstörungsfrei mit Ultraschall- und Betontemperaturmessungen erfasst. Auf dieser Grundlage konnten Hypothesen zu den komplexen Wechselwirkungen zwischen ionischem Polymer und der Beschleunigung oder Verzögerung einzelner chemischer Prozesse formuliert werden. Mit Hilfe von instrumentierten Ringversuchen und X-ray Computertomographie wurden die Auswirkungen des IC mit SAP auf das autogene Schwinden, den Aufbau von Zwangsspannungen bei behindertem Schwinden und Time-Zero diskutiert. Dabei konnte ein Zusammenhang zwischen Time-Zero und verschiedenen PhĂ€nomenen, wie z. B. VolumenĂ€nderung des SAP oder der FlieĂgrenze des erhĂ€rtenden Betons, nicht aber zum Ende des Erstarrens aufgezeigt werden.
Das autogene Schwinden beider untersuchter UHPC (jeweils mit und ohne IC) wurde mit Hilfe von Corrugated Tube-Versuchen gemessen. Es konnte gezeigt werden, dass wie Wirksamkeit des IC von der Betonzusammensetzung sowie der in den UHPC infolge Wechselwirkungen mit den SAP verschieden ausgebildeten Porenstruktur der Matrix abhÀngt. Weiterhin konnte ein Einfluss von Faserzugaben auf die Wirksamkeit des IC gezeigt werden.
Die Beschreibung und Diskussion der Mechanismen des IC wurde durch Messungen des Kapillardrucks, des Gesamtschwindens, des freien autogenen Schwindens, des Masseverlustes und Computertomographie unterstĂŒtzt. Eine wichtige Erkenntnisquelle war zudem die umfangreich gesichtete und diskutierte Literatur.
Das interessanteste und zugleich paradoxe Ergebnis der Untersuchungen ist die Tatsache, dass die bei Einsatz von SAP beobachtete Verringerung des autogenen Schwindens eindeutig mit einer zeitgleichen Umkehr der VolumenĂ€nderung der SAP einhergeht: die bis dahin dominierende Wasserabgabe geht in eine erneute Wasseraufnahme ĂŒber. Dies stellt die Interpretation der TriebkrĂ€fte des Schwindens und die dem IC zugrundliegenden Mechanismen in einen neuen Zusammenhang
Stability of nanoparticle agglomerates under mechanical stress and its effects on their release into the air
L'exposition professionnelle aux nanomatériaux manufacturés dans l'air présente des risques potentiels pour la santé des travailleurs dans les secteurs de la nanotechnologie. Il est important de comprendre les scénarios de libération des aérosols de nanoparticules dans les processus et les activités associées à l'exposition humaine. Les mécanismes de libération, y compris les taux de libération et les propriétés physico-chimiques des nanoparticules, déterminent leurs comportements de transport ainsi que les effets biologiques néfastes. La distribution de taille des particules d'aérosols est l'un des paramÚtres les plus importants dans ces processus. La stabilité mécanique d'agglomérats de nanoparticules affecte leurs distributions de tailles. Les potentiels de désagglomération de ces agglomérats déterminent les possibilités de leur déformation sous énergies externes. Cela rend les changements possibles dans leur distribution de taille et de la concentration en nombre qui vont finalement modifier leurs risques d'exposition. Les conditions environnementales, telles que l'humidité relative, peuvent influencer les processus de désagglomération par l'adhérence de condensation capillaire de l'humidité.
L'objectif général de cette thÚse était d'évaluer les scénarios de libération des nanomatériaux manufacturés des processus et activités sur le lieu de travail. Les sous-objectifs étaient les suivants: 1. Etudier les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans des conditions environnementales variées. 2. Etudier la libération des nano-objets à partir de nanocomposites polymÚres; 3. Evaluer la libération de nanoparticules sur le lieu de travail dans des situations concrÚtes.
Nous avons comparĂ© diffĂ©rents systĂšmes de laboratoire qui prĂ©sentaient diffĂ©rents niveau d'Ă©nergie dans l'aĂ©rosolisation des poudres. Des nanopoudres de TiO2 avec des hydrophilicitĂ©s de surface distinctes ont Ă©tĂ© testĂ©es. Un spectromĂštre Ă mobilitĂ© Ă©lectrique (SMPS), un spectromĂštre Ă mobilitĂ© aĂ©rodynamique (APS) et un spectromĂštre optique (OPC) ont Ă©tĂ© utilisĂ©s pour mesurer la concentration de particules et la distribution de taille des particules. La microscopie Ă©lectronique Ă transmission (TEM) a Ă©tĂ© utilisĂ©e pour l'analyse morphologique d'Ă©chantillons de particules dans l'air. Les propriĂ©tĂ©s des aĂ©rosols (distribution de taille et concentration en nombre) Ă©taient diffĂ©rentes suivant la mĂ©thode employĂ©e. Les vitesses des flux d'air d'aĂ©rosolisation ont Ă©tĂ© utilisĂ©es pour estimer le niveau d'Ă©nergie dans ces systĂšmes, et il a Ă©tĂ© montrĂ© que les tailles modales des particules Ă©taient inversement proportionnelles Ă la vitesse appliquĂ©e. En gĂ©nĂ©ral, les particules hydrophiles ont des diamĂštres plus grands et des nombres infĂ©rieurs Ă ceux des particules hydrophobes. Toutefois, cela dĂ©pend aussi des mĂ©thodes utilisĂ©es. La vitesse de l'air peut donc ĂȘtre un paramĂštre efficace pour le classement de l'Ă©nergie des procĂ©dĂ©s pour des systĂšmes d'aĂ©rosolisation similaires.
Nous avons développé un systÚme laboratoire pour tester les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans l'air en utilisant des orifices critiques et un humidificateur. Sa performance a été comparée à un systÚme similaire dans un institut partenaire. Une variété de nanopoudres différentes a été testée. Le niveau d'énergie appliquée et l'humidité ont été modifiés. Le SMPS et l'OPC ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de la taille. Un TEM a été utilisé pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Le diamÚtre moyen des particules a diminué et la concentration en nombre s'est accrue lorsque des énergies externes ont été appliquées. Le nombre de particules inférieures à 100 nm a été augmenté, et celui au-dessus de 350 nm réduits. Les conditions humides ont faits exactement le contraire, en particulier pour les petites particules. En outre, ils ont réduits les effets de la différence de pression due à l'orifice. Les résultats suggÚrent que la désagglomération d'agglomérats de nanoparticules dans l'air est possible dans la gamme d'énergie appliquée. Cependant, l'atmosphÚre humide peut favoriser leur agglomération et améliorer leurs stabilités en réduisant la libération de nanoparticules dans l'environnement. Nous proposons d'utiliser notre systÚme pour le test de routine des potentiels de désagglomération des nanomatériaux manufacturés et de les classer. Un tel classement faciliterait la priorisation de l'exposition et du risque encouru en fonction du niveau d'ENM.
Un systÚme de perçage automatique et un systÚme de sciage manuel ont été développés pour étudier la libération de nanoparticules à partir de différents types de nanocomposites. La vitesse de perçage et taille de la mÚche ont été modifiées dans les expériences. La distribution de taille des particules et leur concentration en nombre ont été mesurées par un SMPS et un miniature diffusion size classifier (DISCmini). Les distributions de nanoparticules dans les composites et les particules libérées ont été analysés par un TEM et un microscope électronique à balayage (SEM). Les tests de perçage ont libérés un plus grand nombre de particules que le sciage. Des vitesses de perçage plus rapide et les mÚches plus grandes ont augmentés la génération de particules. Les charges de nanoparticules manufacturées dans les composites ne modifient pas leurs comportements de libération dans les expériences de perçage. Toutefois, le sciage différencie les niveaux de libération entre les composites et les échantillons blancs. De plus, les vapeurs de polymÚres ont été générées par la chaleur de sciage. La plupart des particules libérées sont des polymÚres contenant des nanoparticules ou sur leurs surface. Les résultats ont souligné l'importance du type de processus et paramÚtres pour déterminer la libération de nanoparticules de composites. Les émissions secondaires telles que les fumées polymÚres appellent à la nécessité d'évaluations de l'exposition et de risque pour de tels scénarios.
Une revue systĂ©matique de la littĂ©rature sur le sujet de libĂ©rations de nanoparticules dans l'air dans les secteurs industriels et laboratoires de recherche a Ă©tĂ© effectuĂ©e. Des stratĂ©gies de recherche des informations pertinentes et de stockage ont Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ©es. Les mĂ©canismes de libĂ©ration, tels que la taille de particules d'aĂ©rosol et de leur concentration en nombre, ont Ă©tĂ© comparĂ©s pour diffĂ©rentes activitĂ©s. La disponibilitĂ© de l'information contextuelle qui est pertinente pour l'estimation de l'exposition humaine a Ă©tĂ© Ă©valuĂ©e. Il a Ă©tĂ© constatĂ© que les donnĂ©es relatives Ă l'exposition ne sont pas toujours disponibles dans la littĂ©rature actuelle. Les propriĂ©tĂ©s des aĂ©rosols libĂ©rĂ©s semblent dĂ©pendre de la nature des activitĂ©s. Des procĂ©dĂ©s Ă haute Ă©nergie ont tendance Ă gĂ©nĂ©rer des plus hauts niveaux de concentrations de particules dans les gammes de plus petite taille. Les rĂ©sultats peuvent ĂȘtre utiles pour dĂ©terminer la prioritĂ© des procĂ©dĂ©s industriels pour l'Ă©valuation les risques associĂ©s dans une approche Ă plusieurs niveaux. Pour l'Ă©valuation de l'exposition, la disponibilitĂ© de l'information peut ĂȘtre amĂ©liorĂ©e par le dĂ©veloppement d'une meilleure mĂ©thode de communication des donnĂ©es
Mass Transfer in Multiphase Systems and its Applications
This book covers a number of developing topics in mass transfer processes in multiphase systems for a variety of applications. The book effectively blends theoretical, numerical, modeling and experimental aspects of mass transfer in multiphase systems that are usually encountered in many research areas such as chemical, reactor, environmental and petroleum engineering. From biological and chemical reactors to paper and wood industry and all the way to thin film, the 31 chapters of this book serve as an important reference for any researcher or engineer working in the field of mass transfer and related topics
PS Poster Session - All
This document includes all poster sessions at the IBPC 2018
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